Nanofließband sortiert Moleküle

Um mit Nanoteilchen winzige Maschinen oder gar Fabriken aufbauen zu können, bedarf es zuverlässiger Transportsysteme. Den Prototyp eines solchen Nanofließbands konnten nun Dresdner Forscher zusammen mit polnischen und amerikanischen Kollegen aufbauen.

Dresden - Mit einem Ensemble von so genannten Motor-Proteinen transportierten sie röhrenförmige Zellbestandteile, Mikrotubuli genannt, entlang einer glatten Oberfläche. Ihre Ergebnisse präsentieren sie in der Fachzeitschrift "Nano Letters".

"Mit unserer Methode ist es möglich, winzige Motoren auf einer ebenen Fläche ohne topografische Veränderungen zu erhalten", sagt Stefan Diez vom Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden. Für den Antrieb dieses Nanofließbands griffen die Forscher auf das Motorprotein Kenesin-1 zurück. Bei einer biochemischen Umsetzung des Zelltreibstoffs ATP (Adenosintriphosphat) setzen sich diese biologischen Nanomotoren in Bewegung. Über ein spezielles Druckverfahren reihten die Wissenschaftler mehrere diese wenige Millionstel Millimeter kleinen Motoren auf eine Oberfläche.

Als Transportgut wählte Diez etwa 25 Nanometer dicke Mikrotubuli. Diese docken sukzessive an die Nanomotoren an. Bewegen sich diese, wird auch das Proteinröhrchen weitertransportiert. Durch die Anordnung der Motormoleküle lässt sich die Transportrichtung beeinflussen. "Die Anwendungen reichen von Zell-Haftungsstudien bis hin zu molekularen Sortiersystemen", sagt Diez.

Erst vor wenigen Monaten zeigten bereits Cees Dekker und seine Arbeitsgruppe an der Technischen Universität Delft, dass mit Kenesin-Nanomotoren im Prinzip Transportsysteme für Nanoteilchen aufgebaut werden können. Der Ansatz von Diez geht einen Schritt weiter, da er nicht wie die niederländischen Forscher eine Vorstrukurierung der Oberfläche mit kleinen Kanälen benötigt.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/nachrichten/2006/nanofliessband-sortiert-molekuele/